способ изготовления древесно-стружечных плит и экструзионный дуплекс-пресс для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ изготовления древесно-стружечных плит путем экструдирования с предварительным уплотнением массы, отличающийся тем, что предварительное уплотнение осуществляют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях многопозиционными дифференциальными колодками.

2. Экструзионный дуплекс-пресс для изготовления древесно-стружечных плит, включающий опорную раму, загрузочное устройство с двойным дном, верхняя часть которого выполнена наклонной в противоположные стороны, формирующие каналы, образованные двумя горизонтально расположенными плитами с нагревателями, камеры предварительного уплотнения с прессующим устройством и расположенные в нижней части загрузочного устройства пуансоны и приводной механизм в виде системы гидроцилиндров, отличающийся тем, что прессующее устройство камеры предварительного уплотнения выполнено в виде подвижных колодок, установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях, и часть из них, соединенных с приводными цилиндрами, установлена в направляющих на вертикальных стенках загрузочного устройства с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а другая часть подвижных колодок дуплексно соединена с горизонтально расположенными приводными цилиндрами и установлена на дне загрузочного устройства в направляющих, образованных его наклонными стенками, с возможностью поочередного перемещения в сторону камер предварительного уплотнения, при этом пресс дополнительно снабжен радиаторами, которые установлены между плитами формирующих каналов и нагревателями.

3. Пресс по п.2, отличающийся тем, что часть подвижных колодок, которые установлены в направляющих, снабжены ворошителями и выполнены со скошенными торцами.

4. Пресс по пп.2 и 3, отличающийся тем, что он снабжен направляющей планкой, которая закреплена на задних стенках камер предварительного уплотнения.

5. Пресс по п.2, отличающийся тем, что дополнительные радиаторы выполнены в виде металлических листов с высокой теплопроводностью.

6. Пресс по п.2, отличающийся тем, что нагреватели выполнены индукционными промышленной частоты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к области переработки древесины и ее отходов, и может быть использовано для изготовления древесно-стружечных плит и подобных изделий.

Известен способ изготовления изделий из растительного сырья, включающий перемещение сырья с предварительным уплотнением посредством вращающегося шнека в формирующий канал и продвижение его в осевом направлении посредством перемещения подвижной части шнека с помощью гидроцилиндра [1] Благодаря этому давление сырья в зоне уплотнения увеличивается и часть уплотненного сырья выталкивается далее в зону расширения.

Недостатки известного способа состоят в том, что технологические возможности его весьма ограничены, так как невозможно обеспечить равноплотность в изделиях больших размеров, например плит, имеющих большую площадь.

Известен способ изготовления древесно-стружечных плит экструдированием с предварительным уплотнением, осуществляемым в том же осевом направлении, что и окончательное уплотнение, за счет захвата прессуемой массы сужающимся входом в формирующий канал [2]

Недостатки известного способа невысокое качество изготавливаемых изделий, поскольку предварительное уплотнение дозируемой вручную массы не обеспечивает равномерного заполнения этой массой канала окончательного уплотнения. Происходит лишь перемещение массы с образовавшимися в ней сводами в формирующий канал, что и предопределяет неравномерное ее распределение, а значит неравноплотность готовых изделий.

Основная техническая задача повышение качества изделий в заявленном способе изготовления древесно-стружечных плит экструдированием с предварительным уплотнением решается в результате того, что предварительное уплотнение массы осуществляют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях многопозиционными дифференциальными колодками.

Предварительное уплотнение в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в заявленном способе обеспечивает равноплотность каждой порции прессуемой массы, поступающей далее на окончательную допрессовку в формирующий канал, поскольку именно перемещение массы в двух направлениях при продвижении ее в основной формирующий канал позволяет разрушить образовавшиеся в ней своды, а многопозиционные диференциальные колодки подпрессовывают массу до равноуплотненного состояния, передвигая ее в камере предварительного уплотнения на неодинаковые расстояния в зависимости от объема прессуемой массы, попадающей под каждую колодку. В результате в камеру окончательного прессования порции предварительно уплотненной массы поступают всегда равноуплотненные. Поэтому независимо от габаритов прессуемых плит в заявленном способе плотность плиты по всей площади одна и та же, что и обеспечивает ей высокое качество.

Осуществление заявленного способа изготовления древесно-стружечных плит на известных экструзионных прессах не представляется возможным.

Наиболее близким к заявленному является экструзионный пресс, содержащий станину, приводной механизм, формирующий канал, загрузочное устройство с дозирующим механизмом и плунжер, приводимый в движение посредством кривошипно-шатунного механизма [2]

К недостаткам известного экструзионного пресса можно отнести его вертикальное исполнение, требующее многоэтажной компоновки, а главное то, что при такой конструкции не обеспечивается равномерное распределение стружки в плите, в результате чего и степень уплотнения в разных точках неодинакова. Все это ограничивает технологические возможности известного пресса, поскольку при изготовлении достаточно тонких плит невозможно обеспечить требуемой прочности по всей площади.

Основная техническая задача обеспечения высокого качества древесно-стружечных плит при значительном расширении номенклатуры до весьма малых по толщине решается в заявленном экструзионном дуплекс-прессе, содержащем опорную раму, загрузочное устройство, двойное дно которого выполнено с наклонной в противоположные стороны верхней частью, формирующие каналы, образованные двумя горизонтально расположенными плитами с нагревателями, камеры предварительного уплотнения, расположенные в нижней части загрузочного устройства и снабженные прессующим устройством пуансоны и приводной механизм в виде системы гидроцилиндров. Пресс отличается тем, что прессующее устройство предварительного уплотнения смеси выполнено в виде установленных во взаимно перпендикулярных плоскостях подвижных колодок, часть которых, соединенных с приводными цилиндрами, установлена в направляющих на вертикальных стенках загрузочного устройства с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а другая часть вышеупомянутых колодок дуплексно связана с горизонтально расположенными приводными цилиндрами и установлена на дне загрузочного устройства в направляющих, образованных его наклонной верхней частью, с возможностью поочередного перемещения в сторону камер предварительного уплотнения. Пресс дополнительно снабжен радиаторами в виде металлического листа с высокой теплопроводностью, установленными между плитами формирующего канала и индукционными нагревателями промышленной частоты. Пресс отличается также тем, что он снабжен направляющей планкой, закрепленной на задних стенках камер предварительного уплотнения, а подвижные колодки, установленные в направляющих на вертикальных стенках загрузочного устройства, снабжены ворошителями и выполнены со скошенными торцами.

На фиг.1 дан общий вид пресса в поперечном сечении; на фиг.2 пресс, вид сверху; на фиг. 3 сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.5 сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 положение вертикальных прессующих колодок во время прессования.

Экструзионный дуплекс-пресс содержит опорную раму 1, на которой в поперечных плитах 2 горизонтально установлены нижние 3 и верхние 4 плиты, образующие формирующие каналы 5. Поперечные плиты 2 между собой скреплены стяжками 6 с распорными втулками 7. Индукционные нагреватели 8 через радиаторы 9, представляющие собой металлические листы, закреплены на плитах 3 и 4. Для радиаторов 9 используют металлы с наибольшей теплопроводностью, например медь, алюминий и т.д. для обеспечения равномерного нагрева прессуемой массы и усиления теплового эффекта от действия индукционных нагревателей 8.

Пуансон 10, сидящий на штоке 11 гидроцилиндра 12 приводного механизма и поочередно входящий либо в правый, либо в левый формирующие каналы 5, лежит на горизонтальной плите 3 и в крайнем выдвинутом либо левом, либо правом положении прижат направляющей планкой 13 к плите 3.

Загрузочное устройство представляет собой бункер 14 с двойным дном, нижняя часть 15 которого выполнена горизонтальной, а верхняя с наклонными в противоположные стороны стенками 16. В нижней части бункера 14 слева и справа от него вертикальные стенки 17 образуют камеры предварительного уплотнения 18. На вертикальных стенках 17 бункера 14 установлены приводные цилиндры 19, с которыми через штоки 20 жестко связаны подвижные прессующие колодки 21, снабженные ворошителями 22. Нижние и верхние торцы 23 колодок 21 выполнены со скосом в сторону вертикальных стенок 17 бункера 14.

В приведенном на чертежах варианте исполнения экструзионного пресса подвижных прессующих колодок 21 размещено в вертикальной плоскости по десять с той и другой стороны, но их число может быть любым.

Для удержания прессующих колодок 21 в нужном положении их устанавливают на вертикальных стенках 17 бункера 14 в направляющих 24.

На горизонтальной нижней части 15 дна загрузочного устройства установлены приводные цилиндры 25, дуплексно связанные с прессующими подвижными колодками 26.

В приведенном на чертежах варианте исполнения экструзионного пресса прессующих колодок 26 размещено в горизонтальной плоскости по десять с той и другой стороны, но их число может быть любым.

Направляющими при поочередном перемещении колодок 26 в сторону камер предварительного уплотнения 18 служат наклонные стенки 16 двойного дна загрузочного устройства.

Между горизонтальными плитами 3 и 4, образующими формирующие каналы 5, заложены рейки 27, определяющие габаритные размеры прессуемых плит. Индукционные нагреватели 8 содержат корпус 28 с крышкой 29 и обмотку 30. Для предотвращения излишних теплопотерь индукционные нагреватели 8 и дополнительные радиаторы 9 покрыты теплоизоляционным материалом 31. Для создания противодавления в поперечных плитах 2, фиксирующих формирующие каналы 5, предусмотрены ввертыши 32.

Экструзионный дуплекс-пресс работает следующим образом.

Бункер 14 загрузочного устройства заполняют прессуемой массой 33. С помощью горизонтально расположенных приводных цилиндров 25 прессующие колодки 26 вдвигают массу 33 в сторону, например, камеры предварительного уплотнения 18, расположенной слева, и, доходя при поочередном перемещении до своего крайнего либо левого, либо правого положения и как бы углубляя своими рабочими торцами камеру предварительного уплотнения 18, прессуют массу 33. Как только горизонтально расположенные колодки 26 займут крайнее левое положение, сдвинув прессуемую массу в левую камеру предварительного уплотнения 18, приводные цилиндры 19 приводят в движение вертикально расположенные колодки 21, которые сдвигают подпрессованную массу из камеры предварительного уплотнения 18 вниз в сторону входа в левый формирующий канал 5, тем самым подпрессовывая ее и в вертикальной плоскости.

Как только порция подпрессованной массы оказывается перед входом в левый формирующий канал 5, приводимый в движение гидроцилиндром 12, пуансон 10 заталкивает в него слой массы, срезая верхней плитой 3 формирующего канала 5, усиленной износостойким материалом, все его неровности, в результате чего в щель формирующего канала 5 поступает слой равноуплотненной массы.

После того как пуансон 10, проталкивая массу в левый формирующий канал 5, выходит из левой камеры предварительного уплотнения 18, колодки 21 и 26 свою функцию в этой камере 18 выполнили, поэтому поступает команда на их обратный ход. Вертикальные колодки 21 вместе с приводными цилиндрами 19 выстреливают вверх, а горизонтальный приводной цилиндр 25 переводит дуплексно связанные с ним колодки 26 в крайнее правое положение, сдвигая тем самым массу 33 в правую камеру предварительного уплотнения 18 и подпрессовывая ее в горизонтальной плоскости. После этого правые вертикально расположенные колодки 21, приводимые в движение цилиндрам 19, уплотняют массу, сдвигая ее вниз по правой камере предварительного уплотнения 18 в сторону входа в правой формирующий канал 5.

Как только очередная порция предварительно подпрессованной массы оказывается у входа в правый формирующий канал 5, пуансоны 10 с помощью гидроцилиндров 12 продвигают ее вглубь формирующего канала 5. Как только пуансон 10 пересек правую камеру предварительного уплотнения 18, продвигая массу вглубь правого формирующего канала 5, правые вертикальные колодки 21 вместе с цилиндрами 19 выстреливают вверх, а горизонтальные колодки 26 приводным цилиндров 25 переводятся в крайнее левое положение и т.д.

Таким образом, каждая из колодок 21 и 26 перемещается в своем направлении в зависимости от первоначального объема массы 33, попадаемого под ту или иную колодку, но подпрессовывают ее до одной и той же плотности.

При движении вертикальных колодок 21 вниз по направляющим 24 ножи ворошителей 22 также разрушают своды и не дают прессуемой массе зависать, а наличие скосов на нижних торцах колодок 21 концентрирует давление непосредственно около вертикальной стенки 17 бункера 14, тем самым способствуя продавливанию той части массы, которая не продавливается горизонтальными колодками 26.

Таким образом, равноуплотненная порция массы определенной толщин пуансоном 10 продавливается в левый или правый формирующие каналы 5. При обратном ходе пуансона 10 из того или другого канала 5 освободившееся место у входа в канал 5 вновь заполняется подпрессованной в двух взаимно перпендикулярных плоскостях колодками 21 и 26 следующей порцией массы 33 и т.д.

Заполняя формирующие каналы 5, прессуемая масса с определенной силой воздействует на стенки этих каналов, которая воспринимается поперечными плитами 2, установленными с предварительным натягом с помощью ввертышей 32.

При движении массы 33 по формирующим каналам 5 она нагревается от действия индукционных нагревателей 8, а наличие дополнительного радиатора 9, представляющего собой металлический лист (как правило, применяют для этой цели металлы с очень высокой теплопроводностью), выравнивают тепловое поле, воздействующее на формируемое изделие, что также способствует повышению качества.

Скос верхних торцов вертикально перемещающихся колодок 21 служит для очистки вертикальных стенок 17 бункера 14 при движении вверх.

Направляющая планка 13 предназначена для увеличения жесткости пуансона 10, что позволяет пользоваться пуансонами с меньшим сечением, т.е. значительно расширить номенклатуру формуемых плит по толщине.

Кроме того, при обратном ходе пуансона 10 из формирующего канала 5 направляющая планка 13 выполняет функцию очистителя, предотвращая выход массы из камеры предварительного уплотнения 18.